环保水处理知识：序批式活性污泥法的含义与作用

中文定义：在同一反应池（器）中，按时间顺序由进水、曝气、沉淀、排水和待机五个基本工序组成的活性污泥污水处理方法，简称SBR法。 [1]

该工艺是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥污水处理技术。 [1]其核心是SBR反应池，该池集水质均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一体，通常无污泥回流系统。 [11]运行过程按时间顺序间歇操作，一个完整的运行周期一般包括进水、曝气（反应）、沉淀、排水（或滗水）和闲置五个基本阶段。 [15]

该工艺通过时间上的推流替代了传统连续流工艺的空间推流，在一个反应器内实现了完整的活性污泥法处理过程。 [11] [15]

1914年，由英国学者Ardern和Lockett发明了序批式活性污泥法 [1] [3] [12]。1915年，美国Milwaukee市建造了一座类似的活性污泥法污水处理厂 [12]。

20世纪70年代初，美国学者R.Irvine等人重新研究SBR工艺 [10] [14]。1980年，美国印第安纳州Culver城建成世界上第一个自动化控制的SBR法污水处理厂 [5-6] [12]。

20世纪80年代前后，由于自动化技术的发展，SBR工艺获得重大进展并得以广泛应用。在澳大利亚，SBR工艺应用广泛，先后建成SBR工艺污水处理厂600余座，还兴建了日处理量21万吨的大型SBR工艺污水处理厂 [12] [14]。我国于20世纪80年代中期开始研究SBR工艺，并在多地有应用实例，如昆明市第三污水处理厂采用ICEAS技术，天津经济技术开发区污水处理厂采用DAT-IAT工艺，广州猎德污水处理厂二期工程采用UNITANK工艺，广州兴丰垃圾卫生填埋厂渗滤液处理系统采用经典SBR工艺 [14]。

SBR工艺发展迅速，衍生出多种变形工艺，如间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS）、循环式活性污泥法（CASS）、好氧间歇曝气系统（DAT-IAT）、UNITANK单元水池活性污泥处理系统、改良式序列间歇反应器（MSBR）等 [5-6] [14]。

序批式活性污泥法是一种基于间歇曝气运行的活性污泥污水处理技术，其核心SBR反应池集均化、生物降解及固液分离功能于一体。 [1] [3]SBR工艺具有工艺流程简单、构筑物少、占地面积省、投资及运行费用较低的优点。理想的推流过程使生化反应推动力增大，处理效率高，净化效果好。运行灵活，耐冲击负荷能力强。通过时间控制可实现厌氧、缺氧、好氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 [10-11] [17] [24]污泥沉降性能好，能有效抑制丝状菌膨胀。 [11] [24]适用于中小规模污水处理，尤其是间歇排放、流量变化较大的场合。 [10-11] [14]

SBR工艺对自动化控制要求较高。 [15-16] [24]脱氮除磷效率在某些情况下可能受限。 [20-21] [24]变水位运行可能增加电耗。 [16] [24]设备闲置率较高。不适合超大规模连续进水项目。 [14-15]

SBR工艺因其流程紧凑、运行灵活、脱氮除磷效果好等特点，在多个领域得到广泛应用。 [10-11] [14]

主要应用领域与适用场景

SBR工艺适用于中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 [10-11] [14]该工艺也用于需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，以去除有机物并脱氮除磷。在水资源紧缺的地方，SBR系统便于水的回收利用。在用地紧张的地方，SBR工艺因布置紧凑、占地面积省而适用。该工艺可用于对已建连续流污水处理厂的改造。它非常适合处理小水量、间歇排放的工业废水与分散点源污染。 [10-11] [14]根据污水量（如小于1000立方米/天）和地域特点（如沿海地区、南方炎热潮湿地区），SBR工艺也常被选择。 [20-21]

在河南省信阳市的农村生活污水治理中，采用了“预处理+SBR+砂滤池”的一体化设施，处理规模为3立方米/天。 [18]山西省河津市在日处理量大于500立方米的污水处理站采用SBR工艺，该工艺使污水中的有机物通过微生物降解达到水质要求，脱氮除磷效果非常好，并实现PLC全自动控制。 [19]

在特定废水处理中的应用

SBR工艺是生物处理中最常用的方法之一，在垃圾渗滤液这类高浓度、难降解有机废水的处理中得到了广泛应用。 [23]此外，在屠宰、食品、制药、石油、化工等工业废水处理中，SBR工艺也是重要方法之一。 [9] [15]

SBR技术的核心创新在于采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，实现非稳定生化反应和理想的静态沉淀 [11]。这一理论革新推动了后续改良工艺的发展，如连续进水的ICEAS工艺、增加生物选择器的CASS/CAST工艺、以及融合时间推流与空间推流优点的UNITANK系统和改良型MSBR工艺等 [13] [22]。

这些衍生工艺扩展了SBR技术的应用范围，使其从中小型处理设施延伸至大型污水处理厂 [14]。在行业技术选型中，SBR及其变形工艺因流程紧凑、脱氮除磷效果良好、耐冲击负荷等特点，常被推荐用于处理污水量小于1000立方米/天的生活污水和工业废水，特别是在有脱氮除磷需求、用地紧张或水量波动较大的场景 [20-21]。

SBR工艺周期运行的特点对自动化控制提出了高要求，促进了污水处理厂自动化控制技术的应用与发展 [26]。

SBR工艺因其灵活性和高效性，近年来在国内外被引起广泛重视和研究 [9]。研究方向主要集中在工艺节能优化控制、自动控制系统设计、深度脱氮除磷技术以及针对特定废水的强化处理工艺等方面。

在工艺节能优化控制研究方面，鼓风曝气系统的能耗占SBR工艺总能耗50%以上，因此针对好氧阶段曝气环节的节能优化是重点。研究涉及设计模糊自适应PID控制器、模糊神经网络控制器等，以实现更优的节能效果和运行稳定性 [25]。

在自动控制系统设计与实现方面，为提高SBR工艺运行的可靠性和效率，自动控制系统的研究是重要方向。研究设计了基于PLC和上位机的全自动控制系统，实现了对预处理、曝气、pH中和、排泥等过程的自动控制，提升了处理能力和运行稳定性 [26]。

1 SBR适用于建设规模为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类的污水处理厂和中、小型废水处理站，适合于间歇排放工业废水的处理。

在针对特定废水的强化处理工艺方面，研究针对高浓度、难处理的猪场厌氧消化液，研究了两级SBR工艺的生物除磷脱氮效能。这类研究旨在通过工艺改良（如将硝化菌和聚磷菌分开培养）来提高对特定工业或农业废水的处理效率 [28]。

在深度脱氮除磷技术方面，研究探讨了在SBR反应器内实现同步硝化反硝化（SND）的脱氮技术。通过控制污泥龄、溶解氧（DO）、pH等条件，在单一反应器内高效去除总氮，其脱氮机理涉及微环境理论和生物学理论 [27]。

2 SBR反应池的数量不宜少于2个。

3 SBR反应池的设计参数包括周期数、充水比、需氧量、污泥负荷、产泥量、污泥浓度、污泥龄等。

4 SBR以脱氮为主要目标时，宜选用低污泥负荷、低充水比；以除磷为主要目标时，宜选用高污泥负荷、高充水比。

5 SBR的设计应符合HJ 577-2010和相关工艺类工程技术规范的规定。 [2]